DE19935559C2 - Verfahren und Anordnung zum Entgraten und/oder Verrunden von Werkstückkanten eines Werkstückes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum Entgraten und/oder Verrunden von Werkstückkanten (12, 12') eines Werkstückes (14), insbesondere von Werkstückkanten (12, 12'), die an segmentaritgen Durchbrüchen bei der Herstellung von Felgen entstehen. Um eine hohe Produktivität und Qualität beim Entgraten und/oder Verrunden von Werkstückkanten zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Werkstückkanten (12, 12') des Werkstückes (14) in einem ersten Verfahrensschritt gefräst werden und dass die gefrästen Werkstückkanten (12, 12') sich in einem zweiten Verfahrensschritt durch Stirnbürsten einer die Werkstückkanten (12, 12') aufweisenden Fläche (24) verrundet werden. Die Anordnung (10) umfasst eine programmgesteuerte Fräsvorrichtung (36) mit einem Fräswerkzeug (38) zum vollautomatischen Fräsen der Werkstückkanten (12, 12'), wobei die Anordnung eine Bürstvorrichtung (48) mit einer um eine Achse (50) rotierenden Bürste (54) aufweist, wobei die Bürste (54) als Pinselbürste oder Topfbürste zum stirnseitigen Bürsten der umlaufenden Werkstückkanten (12, 12') ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entgraten und/oder Verrunden von Werkstückkanten eines Werkstückes wie Felge sowie auf eine Anordnung zum Entgraten und/oder Verrunden von Werkstückkanten eines Werkstückes wie Felge, umfassend zu­ mindest eine Halterung für das Werkstück, eine programmgesteuerte Fräsvorrichtung so­ wie eine Bürstvorrichtung.

Sowohl bei spanenden als auch bei spanlosen Fertigungsverfahren ist die Gratbildung im Wesentlichen abhängig von den Bearbeitungsbedingungen und der Verformbarkeit des verwendeten Werkstoffes. Beim Entstehen eines Grates weicht der Werkstoff im Bereich der Austrittskanten der Werkzeugschneide aus und wird plastisch verformt. Insbesondere bei der Herstellung von Fahrzeugfelgen entstehen Grate, die entfernt werden müssen, da diese beim anschließenden Auftragen von Schutz- wie Lackschichten ein Abreißen dieser hervorrufen würden.

Zur Entgratbearbeitung sind manuelle Verfahren bekannt, bei denen das Arbeitsergebnis stark vom handwerklichen Geschick des Personals abhängig ist und somit beachtlichen Qualitätsschwankungen unterworfen ist. Zusätzlich entstehen am Arbeitsplatz besondere Belastungen durch Lärm. Staub und Vibrationen des Handentgratgerätes.

Auch ist es bekannt. Felgen mittels Drahtbürsten zu bearbeiten. Insbesondere dann, wenn eine Felge eine ausgefallene Geometrie wie eine Vielzahl von gegebenenfalls unterschied­ lichen segmentartigen Aussparungen aufweist, bereitet die Bearbeitung mit entsprechenden Drahtbürsten Probleme, da diese bei hohen Drehzahlen ein quasi starres Scheibenelement darstellen, wodurch eine Bearbeitung von Vertiefungen kaum möglich ist.

Aus der DE 44 34 950 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entgraten von Gusswerkstücken, insbesondere rotationssymmetrischer Geometrie bekannt. Dabei wird das Werkstück in einer angepassten Aufnahme in eine Bearbeitungsstation gefahren und mit insbesondere rotierbaren Werkzeugen bearbeitet, wobei sich das Werkzeug gleichzeitig um eine Vertikalachse dreht. Dazu weist die Bearbeitungsstation einen Drehtisch mit Spannaufnahme mit numerisch gesteuerten Achsen auf, wobei in der Beladestation die Werkstückaufnahme entlang einer ersten Achse linear verschiebbar und in der Bearbei­ tungsstation eine Spannaufnahme um eine zweite Achse drehbar angeordnet ist.

Aus der DE 38 34 995 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entgraten von Gussstücken bekannt, wobei ein Werkzeug zum Entgraten im Raum jeden Punkt einer zur entgratenden Felge anfahren kann und dieses automatisch erfolgt.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Verfahren und eine Anord­ nung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass Werkstückkanten eines topfför­ migen Werkstückes, die beim Einformen von segmentartigen Durchbrechungen in einer Stirnwandung des topfförmigen Werkstückes entstehen, mit hoher Produktivität und Qua­ lität entgratet und/oder verrundet werden können, wobei auch unterschiedliche Geometrien und insbesondere vorhandene Vertiefungen problemlos bearbeitet werden können.

Verfahrensmäßig wird das Problem dadurch gelöst, dass das im Wesentlichen eine topf­ förmige Vertiefung und in einer stirnseitigen Wandung der Vertiefung segmentartige Durchbrechungen mit umlaufenden Werkstückkanten aufweisende Werkstück auf einer Halterung aufgespannt wird, dass die an einer Innenseite der stirnseitigen Wandung ausge­ bildeten Werkstückkanten durch Einführen eines Fräswerkzeuges in die topfförmige Ver­ tiefung und anschließende Bahnsteuerung des Fräswerkzeuges gefräst werden, dass das Werkstück anschließend erfasst, gewendet, einer Bürstvorrichtung zugeführt wird und mit der topfförmigen Vertiefung über eine Bürste gestülpt wird, deren wirksame Bürstfläche im Wesentlichen der Fläche der Innenseite der stirnseitigen Wandung entspricht und dass die Werkstückkanten durch Stirnflächenbürsten der Innenseite der stirnseitigen Wandung verrundet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein hoher Automatisie­ rungsgrad und damit ein hohe Produktivität bei Fertigstellung der Werkstücke erreicht wird. Insbesondere kann auf die aus dem Stand der Technik bekannte Handarbeit verzich­ tet werden. Durch ein programmgesteuertes Fräsen der Werkstückkanten kann zunächst ein sogenannter Primärgrat entfernt werden, wobei durch das anschließende Stirnbürsten ein sogenannter Sekundärgrat mit dem Ziel der Verrundung der Werkstückkanten entfernt wird. Durch das Stirnbürsten der die Werkstückkanten aufweisenden Stirnfläche wird er­ reicht, dass unterschiedlichste Formen von Werkstücken bearbeitet werden können, insbe­ sondere dann, wenn die zu bearbeitenden Werkstückkanten nicht in einer Ebene liegen.

Ein besonders bevorzugtes Verfahren zum Bearbeiten von Kraftfahrzeugfelgen zeichnet sich dadurch aus, dass das in einer Halterung eingespannte Werkstück wie Felge zum Frä­ sen der umlaufenden Werkstückkante einer weiteren Durchbrechnung um einen entspre­ chenden Winkel gedreht wird und/oder dass das Fräswerkzeug auf die weitere Durch­ brechung eingestellt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erstmalig eine automatisierte Bearbeitung von innenliegenden, d. h. in einem von einem Felgenbett und einem Felgenrand aufge­ spannten topfförmigen Vertiefung liegenden umlaufenden Kanten erreicht. Die Bearbei­ tung der unterschiedlichsten Geometrien konnte bisher nur durch individuelle manuelle Bearbeitung erreicht werden. Durch die Stirnflächenbürstung können sowohl die umlau­ fenden Kanten verrundet als auch die gesamte Innenfläche von Herstellungsrückständen wie z. B. Oxidschichten befreit werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Fräsung und/oder die Bürstung durch ein Handhabungsgerät ausgeführt werden.

Die Stirnflächenbürstung wird durchgeführt, indem die Bürste und/oder die Felge rotiert. Auch kann verfahrensmäßig vorgesehen sein, dass die Bürste und/oder die Felge in axialer Richtung oszilliert.

Eine erfindungsgemäße Anordnung zum Entgraten und/oder Verrunden von Werkstück­ kanten eines Werkstückes wie Felge, umfassend zumindest eine Halterung für das Werk­ stück, eine programmgesteuerte Fräsvorrichtung sowie eine Bürstvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Fräsvorrichtung ein bahngesteuertes Fräswerkzeug zum vollautoma­ tischen Fräsen der Werkstückkanten von in einer stirnseitigen Wandung in einer topfför­ migen Vertiefung eingebrachten segmentartigen Durchbrechungen aufweist, dass die An­ ordnung ein Handhabungsgerät zum Erfassen, Wenden und Umsetzen des Werkstückes zu der Bürstvorrichtung aufweist und dass die Bürstvorrichtung eine um eine Achse rotieren­ de Pinsel- oder Topfbürste mit einer wirksamen Bürstfläche aufweist, die im Wesentlichen der Fläche der Innenseite der stirnseitigen Wandung entspricht und zum Stirnbürsten der Werkstückkanten ausgebildet ist.

Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt rein schematisch eine Anordnung 10 zur Durchführung eines Ver­ fahrens zum Entgraten und/oder Verrunden von Werkstückkanten 12 eines Werkstückes 14, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kraftfahrzeugfelge ausgebildet ist. Die Kraftfahrzeugfelge 14 ist als Formteil, vorzugsweise als Aluminiumgussteil hergestellt und umfasst ein Felgenbett 16 mit seitlichen umlaufenden Rändern 18, 20 sowie eine stirnseitige Wandung 22, in die segmentartige Fenster bzw. Durchbrechungen 24 eingeformt sind, die von den zu bearbeitenden umlaufenden Kanten 12 umfasst sind. Die umlaufenden Kanten 12 weisen herstellungsbedingt einen Grat auf, der durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anordnung 10 vollautomatisch entfernt wird.

Die Felge 14 ist auf einer Halterung 26 z. B. eines Rundtischautomaten 28 vorzugsweise mittels nicht näher bezeichneten Halteelementen wie Gegenhaltern aufgespannt und um eine Achse 30 mittels eines Motors 32 drehbar. Dabei kann die Felge 14 entsprechend der Pfeildarstellung 34 in und entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden.

Zum Bearbeiten der Werkstückkanten 12 ist erfindungsgemäß ein Handhabungsgerät 36 vor­ gesehen, von dem lediglich ein Ausleger mit einem ein Fräswerkzeug 38 aufweisenden Fräskopf 40 dargestellt ist. Die zu bearbeitenden Werkstückkanten 12 liegen herstellungs­ bedingt an einer Innenseite 42 der stirnseitigen Wandung 22. In einem ersten Verfahrens­ schritt werden die Werkstückkanten 12 mittels des Fräswerkzeuges 38 gefräst, wobei das Fräswerkzeug 38 über das Handhabungsgerät 36 entlang der Werkstückkanten programm­ gesteuert geführt wird. Dabei befindet sich das Fräswerkzeug 38 in einer von dem um­ laufenden Felgenbett 16 aufgespannten topfförmigen Vertiefung 44. Durch Programmierung des Handhabungsgerätes 36 kann die Anordnung 10 auf beliebige Ausführungsformen von Felgen 14 eingerichtet werden. Die segmentartigen Durchbrechungen 24 sind umfangsseitig umlaufend in die stirnseitige Wandung 22 eingebracht, so dass die Felge 14 zur weiteren Bearbeitung mittels des Rundtischautomaten 28 um einen definierten Winkel gedreht wird, so dass die Felge 14 die Bearbeitung einer benachbarten Werkstückkante 12' bei unver­ änderter Programmierung der Handhabungseinrichtung 36 erfolgen kann.

Nachdem sämtliche Werkstückkanten 12, 12' der segmentartigen Durchbrechungen 24 gefräst sind, wird die Felge 14 von einem weiteren Handhabungsgerät 46 erfasst und einer Bürstvor­ richtung 48 zugeführt. Die Bürstvorrichtung 48 umfasst eine um eine Achse 50 mittels eines Motors 52 drehbare Bürste 54, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Pinselbürste oder Topfbürste ausgebildet ist. Dabei wird die Felge 14 mit ihrer topfförmigen Vertiefung 44 über die Bürste 54 gestülpt, so dass Enden 56 der Bürstenelemente 58 die Innenseite 42 und insbesondere die Kanten 12 der Durchbrechungen 24 berühren. Dabei liegt die Felge 14 mit dem umlaufenden Rand 18 auf einer Auflage der Bürstvorrichtung 48 auf und ist mit dieser vorzugsweise über Halteelemente verbunden. Durch Rotation der Bürste 54 um die Achse 50 und gegebenenfalls Oszillation in Richtung der Achse 50 erfolgt ein Stirnbürsten der Kanten 12, 12' bzw. der Innenfläche 42, wodurch ein Verrunden der Kanten 12 bewirkt wird. Gegebenenfalls kann die Bürste 54 in verschiedene Richtungen angetrieben werden, um den Verrundungseffekt zu verbessern. Die Pinselbürste bzw. Topfbürste 54 weist dabei eine wirksame Bürstfläche 60 auf, die im Wesentlichen der Fläche der Innenseite 42 der stirnseiti­ gen Wandung 22 entspricht.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Automatisierung der Kantenbearbeitung insbesondere von Felgen verbessert, wodurch insgesamt eine Qualitätsverbesserung von hochwertigen Kraftfahrzeugfelgen erreicht wird.

Claims (9)

1. Verfahren zum Entgraten und/oder Verrunden von Werkstückkanten (12, 12') eines Werkstückes (14) wie Felge, dadurch gekennzeichnet,
dass das im Wesentlichen eine topfförmige Vertiefung (44) und in einer stirnseitigen Wandung (22) der Vertiefung (44) segmentartige Durchbrechun­ gen (24, 24') mit umlaufenden Werkstückkanten aufweisende Werkstück (14) auf einer Halterung (26) aufgespannt wird,
dass die an einer Innenseite (42) der stirnseitigen Wandung (22) ausgebildeten Werkstückkanten (12, 12') durch Einführen eines Fräswerkzeuges (38) in die topfförmige Vertiefung (44) und anschließende Bahnsteuerung des Fräswerk­ zeuges (38) gefräst werden,
dass das Werkstück (14) anschließend erfasst, gewendet, einer Bürstvorrich­ tung (48) zugeführt wird und mit der topfförmigen Vertiefung (44) über eine Bürste (54) gestülpt wird, deren wirksame Bürstfläche (60) im Wesentlichen der Fläche der Innenseite (42) der stirnseitigen Wandung (22) entspricht und
dass die Werkstückkanten (12, 12') durch Stirnflächenbürsten der Innenseite (42) der stirnseitigen Wandung (22) verrundet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in einer Halterung (26) eingespannte Werkstück (14) wie Felge zum Fräsen der umlaufenden Werkstückkante (12') einer weiteren Durchbrechnung (24') um einen entsprechenden Winkel gedreht wird und/oder dass das Fräswerkzeug (38) auf die weitere Durchbrechung (24') eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsung und/oder die Bürstung durch ein Handhabungsgerät (36, 48) ausge­ führt wird.

4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen- oder Kantenbürstung durch Rotation der Bürste (54) und/oder des Werkstücks (14) erfolgt.

5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (54) und/oder das Werkstück (14) in axialer Richtung oszilliert.

6. Anordnung (10) zum Entgraten und/oder Verrunden von Werkstückkanten (12, 12') eines Werkstückes wie Felge, umfassend zumindest eine Halterung (26) für das Werkstück (14), eine programmgesteuerte Fräsvorrichtung (36) sowie eine Bürstvor­ richtung (48), dadurch gekennzeichnet,
dass die Fräsvorrichtung (36) ein bahngesteuertes Fräswerkzeug (38) zum vollautomatischen Fräsen der Werkstückkanten (12, 12') von in einer stirnsei­ tigen Wandung (22) in einer topfförmigen Vertiefung (44) eingebrachten segmentartigen Durchbrechungen (24, 24') aufweist,
dass die Anordnung (10) ein Handhabungsgerät (46) zum Erfassen, Wenden und Umsetzen des Werkstückes (14) zu der Bürstvorrichtung (48) aufweist und
dass die Bürstvorrichtung (48) eine um eine Achse (50) rotierende Pinsel- oder Topfbürste (54) mit einer wirksamen Bürstfläche (60) aufweist, die im We­ sentlichen der Fläche der Innenseite (42) der stirnseitigen Wandung (22) entspricht und zum Stirnbürsten der Werkstückkanten (12, 12') ausgebildet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) in einer um eine Achse (30) drehbaren Halterung (26) einge­ spannt ist.

8. Anordnung nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierbare Bürste (54) zum Stirnbürsten der Kanten (12, 12') als Werkzeug eines Handhabungsgerätes ausgebildet ist.

9. Anordnung nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (50) senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer von der stirnseitigen Wandung (22) aufgespannten Ebene verläuft.